狼性总裁太高冷 百度:自然界处处都有左撇子

自然界处处都有左撇子

动物、植物、微生物都有左右撇子之分，大至在气气旋、行星自转、太阳系、银河系、黑洞，小到矿物晶体、有机分子、微观粒子，也都在左右撇子之分。

本 章 目 录

    在我们谈到人类的左撇子现象时，不能不注意到自然界各种各样左撇子现象的存在，当然这里“左撇子”一词的含义要广泛的多。

1、手性的概念

    我们通常所说的左撇子现象，在科学上叫作“手性”。手性及手性物质有两类：左手性和右手性。为了对比，另外加上一种无手性作为参照。
    手性是对称性的一种，对称有各种形式。一朵黄瓜花有五个花瓣，每旋转五分之一圈即重合一次，这叫做旋转对称性。一双小号袜子撑大，可以和大号袜子重合，这叫伸缩对称性。还有许多东西平移即可重合，称作平移对称性。然而我们的左右手，无论是旋转、平移还是放大缩小，都无法重合。只有在镜子中，你右手的镜象才能和左手重合，所以手性对称性也叫镜像反射对称性。

    镜象对称一种是我们人的左右手这种侧翼的对称性，还有一种常见的形式是旋转，我们根据旋向的不同分为左旋和右旋。工业上用的螺纹，藤蔓植物的攀缓，气象上的旋风都是旋转的例子。
    一般这样定义左旋和右旋：伸出一只手，竖起大姆指，另外四指握拳，指尖指向旋转的方向，而姆指要指向螺旋的前进方向。如果与伸出的左手可以相符，称为左旋，与右手相符则称为右旋。另一个方法是，在旋转体生长或运动的一端，从垂直轴向看，顺时针旋转的为左手性，即左旋；反之，逆时针旋转的为右手性，即右旋。

右旋与左旋

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    先来看看动物世界的左撇子。最常见的是猫，大多数猫偏向用左前爪捕食，扔一个线团给小猫，它多用左爪去玩。另一个有名的左撇子是北极的白熊，这个庞然大物总是用左爪拍死猎物。爱斯基摩人提到“熊的左爪”，意思就是有力和凶残。
    鹦鹉会惯用某一边的爪来剥瓜子吃。
    新西兰奥克兰大学心理系的科学家研究新苏格兰一座岛上的整个乌鸦族群时，意外发现它们都具有右侧优势。这种乌鸦会摘撕树叶，制作一端逐渐尖细的工具来刺戳树洞或树缝，将缝里的昆虫赶出来。把这个岛19个地点所收集到的3,727片树叶拿来研究后，他们发现这些乌鸦都是用右眼观察导引，且以鸟喙右侧摘撕树叶的。这显示它们对右侧的普遍偏好，且这种偏好并不是区域性的生态因素所造成的。这是除了人类以外，在“种”的层次上发现这种动物的操作技巧具有一侧性。
    大象也有“左撇子”。这个有趣的发现，是英国动物学家马丁对亚洲象作行为研究的结果。原来，每头象在日常活动时，都会倾向把鼻子摆向左或右，即每头象都会较喜欢用某一边的肌肉和神经。那么，大象什么时候会倾向把象鼻摆向一边？情况就像其它动物一样，在于该动物所需动作的难度有多高。动作难度愈高，动物便愈会倾向使用某一侧的身体。大象在进行处理食物等难度高的活动时，多半会习惯于把鼻子摆向某一边，但在把食物放进自己嘴里时，因没什么难度，象鼻摆向左右的次数则较平均。
    人类中有九成习惯用右手，那么大象到底是“左撇子”多抑或是“右撇子”多？根据研究，数目各占五成。
    与人类比较接近的猴子和类人猿，惯用前肢的分化就更明显。美国埃莫利大学的研究人员发现，野生黑猩猩和人类一样，平时习惯于用一只手做事。但是与人不同的是，大多数被观察的野生黑猩猩更喜欢用左手。他们研究了生活在坦桑尼亚国家公园里的17只黑猩猩，还特意选择在雨季白蚁活动频繁的40天中对这些黑猩猩进行观察。黑猩猩会把草、小棍等放在通往白蚁巢穴的路上，白蚁爬到上面时，黑猩猩就可以毫不费力地享受一顿美餐。这17只黑猩猩中有12只在钓白蚁时使用左手，而另外那五只中还有一只左右手不分。但这个习惯究竟是后天养成的还是遗传因素使然，研究人员目前还不清楚。
    宠物爱好者们在选宠物时甚至也要考虑宠物的“爪性”。澳大利亚悉尼大学兽医学院一个研究小组在对270只种类不同的狗进行长期观测后发现，狗同人类一样具有生理上的偏侧性。研究显示，15%的狗习惯较多地使用右爪，15%的狗则是“左爪子”，剩下70%的狗没有明显的使用偏好。那些对左爪或右爪缺乏使用偏好的狗容易对声音产生恐惧，也更易于产生孤独焦虑。狗狗对主人非常依赖，许多狗因此患有忧郁症，挑选一只性格开朗的狗做宠物很重要。鉴别狗的“爪性”，剔除那些对左爪或右爪缺乏使用偏好的、也即易产生孤独焦虑的狗，宠物的主人能从他的狗狗获得更多的欢愉。
    判断一只狗是“左爪子”还是“右爪子”是一项专业技术。澳大利亚的科学家发明一种圆筒状的容器，里面盛好狗食。接受测验的狗要吃容器里的食物，就必须用一只爪子按住容器，使之静止不动。每只狗接受100次这样的测验，然后根据这100次内这只狗使用左爪和右爪的偏好，判断这只狗是“左爪子”还是“右爪子”。
    动物的听觉对于发现敌人很重要，许多猛兽有用一只耳伏地睡觉的习惯，也多惯用某一侧耳伏地。观察一下家养的宠物狗，它至今保持从狼进化来的习性，用某一侧耳贴地睡觉。
    攀缓的蛇，有的左旋运动，有的右旋运动。圣经上未说引诱亚当夏娃吃下禁果的蛇是左旋的还是右旋的，在各种版本圣经的插图上，这条蛇有左旋也有右旋的，这可能是根据画家的理解了。
    左撇子队伍中甚至还包括5亿年前的三叶虫。科学家们发现，这种古代海洋动物的化石有时会缺损一小块，这是它们当初遭受攻击时留下的伤痕。令人奇怪的是这些有缺损的化石，大约有四分之三的缺损部位在右边。也许，袭击三叶虫的那个不知名的什么动物习惯于从右边咀嚼，更大的可能是三叶虫老是先向右转以躲避攻击。这个倒霉的左撇子！
    以上列举的是一些功能上的左撇子，还有许多结构上的左撇子。
    交嘴雀的喙也有左右交叉之分，有的长成右手用剪刀型的“右撇子”，有的却长成左手用剪刀型的“左撇子”。鸟类学家一直想弄清楚，用于啄破坚果的鸟喙，左右型有什么不同，为什么会分化出两种不同的形态？
    动物学家发现，蜗牛多是右撇子，蜗牛壳多是右旋的，左旋的十分稀少。

 
野生猩猩多左撇子/宠物犬也有“爪性”

左交嘴鸟－右旋蜗牛－右盘的蛇－左盘的蛇

    海螺却是右撇子世家。海螺的螺壳都是右旋的，出现左旋螺壳的概率是百万分之一。能收集到左旋的螺壳，成为稀世的珍品。

    多数寄居蟹的蟹钳左右是不对称的，一边大，一边小，绝大多数左边的蟹钳大。这也许与它居住的螺壳的旋向有关。因为螺壳一般是右旋的，左蟹钳长得大些的寄居蟹，出入活动更方便，又有足够的攻击力。经过多年的自然选择，就形成了一支几乎清一色的左撇子寄居蟹大军。
    龙虾的两只钳子通常是不对称的，“左撇子”龙虾的左钳子大些，也更有力，“右撇子”龙虾的右钳子大些，也更强劲。龙虾总是用它的大钳子来碾碎硬壳小动物，美餐一顿。也许因为龙虾不用屈身于螺壳中，不受制于螺壳的旋向，右撇子龙虾绝不像右撇子寄居蟹那样难觅。
    比目鱼小时候眼睛是对称分布的，长大后就逐渐移向某一侧，有的成为双眼同在左边的“左撇子”，有的则变为同在右侧的“右撇子”。比目鱼左右撇子的比例，与其具体是哪一个种类，在什么海域生活有关，分布很有规律。这又成为鱼类学家很感兴趣的一个课题。

     
去壳的寄居蟹-在螺壳中的寄居蟹-左比目鱼-右比目鱼

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    植物的手性也很明显，同样也有许多左撇子。
    植物的叶子常是对生的，很多植物的叶子自身具有对称结构。俗语说“没有两片完全一样的树叶。”在细微结构上，每片树叶当然都有区别。实际上，初看似乎对称的树叶，并不完全对称，有的左侧大一些有的右侧大一些。这些左右撇子兄弟往往以某种规律存在，成为一个有趣的现象。
    植物的叶、花、果实、根和茎可生长成左旋或右旋。如同右撇子人的右手发育更强壮有力一样，右撇子植物的右边叶子生长的也更强壮，左边的则差一些。
    植物的左右撇子的分布也有一定的规律，锦葵的左旋叶子是右旋叶子的4.6倍，菜豆的左旋叶子是右旋叶子的2.3倍，这是左撇子占统治地位的社会。大麦和小麦却相反，大麦的右旋叶子是左旋叶子的17.5倍，看来，左撇子大麦比人类中的左撇子更要受气了。
    有些植物的花萼也是对生的，但左右不完全对称，同样有左右撇子。
    攀缘植物的手性更明显，因为它清楚的分为左旋和右旋两种类型。
    历史上达尔文、华莱士等大博物学家、生物学家都观察到攀缘植物的手性。达尔文专门写过《攀缘植物的运动和习性》一书，书中描述了42种攀缘植物，其中11种是左旋的，这个观察结果和我们今天的观察很接近。
    多数藤本植物的茎蔓是右旋的，如我们常见的牵牛花、扁豆、猕猴桃、葛藤等等。
    左旋的藤蔓植物相对少得多，有昆明鸡血藤、木兰科五味子、桑科啤花等。
    也有一些无手性的藤本植物，有凌霄、扁担藤、三叶地锦、长春花、爬山虎、常春藤、葡萄等。这些没有手性的攀缘植物随机的向上爬，时左时右，是植物中的双撇子。
    在同一科或同一属中的两种植物，旋向不同的很罕见。
    然而也有一些例外。紫藤广泛用于园林设计，他有很高的观赏性。同一属中的中国紫藤的茎蔓是右旋的，与其很相象的多花紫藤却是左旋的。
    还有更极端的例子。新西兰科学家报道说，一种叫新西兰绶草的植物的茎就有两种不同的旋向，有的左旋有的右旋。更不可思义的是，这些植物基本是从一个植株上克隆出来的。至今无法解释这一奇特现象。
    也有另一种可能，当人们以为一种植物只有一种手性时，也许是囿于观察样本太小，如果选取的样本足够大，总会发现对映手性植株，就象发现只有百万分之一出现可能的左旋螺壳一样。
    这对那些认为同一物种只能有一种手性的观点提出严重的挑战，也给植物学家提出更多的研究课题。

 
左旋穿龙骨－左旋鸡血藤－右旋马兜铃－左旋五味子

    植物对自己的撇劲都特别认真。你若把右旋的喇叭花蔓强行左旋缠绕，它自动“破劲”恢复右旋。看来植物的犟劲绝不比人类差。
    还有一个有趣的现象是，不少植物所结豆荚成熟爆裂后豆荚皮呈螺旋形，同样有的左旋有的右旋。不过它与整个植株的旋向并不一定相同。
    附带提一下，在日常生活中，我们也总会碰到许多和藤蔓植物相象的人造的螺旋形物品。常见的连接件螺栓，它的螺纹多是右旋，而绞拧的绳索则多是左旋。这也反映了制造它们的人的手性。螺纹右旋是为了便于右手安装时用力；绳索左旋则是因为单股用右手捻，右手捻自然成右旋，并合后就绞成左旋。就是我们吃的麻花，稍注意一下，也可以发现加工它的人是左撇子还是右撇子。
    还是回到生物的手性这个话题。微生物中的许多细菌是螺旋状的，同样有左旋右旋之分。那么，生物的宏观手性意味着什么？我们至今尚不清楚。但手性作为生物的一种基本性质，肯定对生物的生存具有重要的意义。巴斯德说：“生命向我们显示的乃是宇宙不对称的功能。宇宙是不对称的，生命受不对称作用支配。”生物表观的手性特征是生物的整体特征，必然受制于生物内部的微观结构。探索生物左撇子现象的奥秘，也许是揭开生命之谜的钥匙。

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    在更大的尺度上，宏观世界的左撇子现象同样普遍。
    破坏力极大的飓风和龙卷风都是旋转的气流，有的左旋有的右旋。在北半球，低压区形成左旋的气旋，高压区形成右旋的气旋。南半球则正好相反。这是受地球自转影响。
    有一个和大气旋流无关却很相近的现象，就是每个人头顶上都有一个风暴中心，你头上的“旋”。这个旋同样分左旋和右旋，不管你留什么发型，都应顺着旋的方向打理，否则不管怎么疏理，都难免不是一个呛毛刺猬。

卫星拍摄的台风云图-台风过后景象-右旋的旋-左旋的旋

    星系的运动都呈圆形、椭圆形或涡旋形运动，更是多多“左撇子”。
    以太阳系为例，我们处于北半球，若以北极方向为正建立三维坐标系，则九大行星围绕太阳是左旋的。太阳的自转是左旋的，除金星这个“右撇子”外，太阳系的其他行星的自转都是左旋的。同样，月球围绕地球旋转是左旋的。不过鼎鼎大名的哈雷慧星围绕太阳是右旋的，是为数不多的“右撇子”之一。
    这两个出格的右撇子难坏了天文学家。在星系的形成过程中，何以出现反向旋转的异类，各种理论都难以自圆其说。牛顿在解释行星运动的原动力时，不得不请出上帝“踢一脚”，为什么上帝偏偏向另一个方向踢了金星一脚呢？也许上帝是用左脚踢的？看来科学家和神学家都要努力了。
    在更广阔的空间，已发现的宇宙中威力无比的大黑洞是左旋的。星系图也呈标准的左旋旋转图。

黑洞-涡状星云

    如何解释这种非对称性的存在，给科学家和哲学家们都提出了有趣的课题。

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5、微观世界的左撇子

    手性分子的识别可通过它的光学特征进行，能使平面偏振光按顺时针方向旋转的为右旋体，反之为左旋体。这对双胞胎左右撇子外貌上颇为相似，性情上却往往大不一样。
    有一则短篇科幻小说叫《技术错误》，记述一位叫尼尔松的工程师偶然在强电场作用下实现了镜向反转，他的左右侧肢体换位了，他成为镜象中的他。
    生活中和工作中的困难都可逐步克服，他却面临被饿死的危险。原因是一般人可吸收的维生素的分子旋向与他的消化系统不符！公司花巨资专门合成适于他的那种旋向的维生素，果真有效。尼尔松得救了，公司却因高昂的费用濒临破产，不得不对这位倒霉的工程师再次实施镜象反转……
    科学幻想中的事情并非不在现实生活中出现。上个世纪欧洲曾给妊娠妇女服用一种叫“反应停”的药来镇痛和止咳。结果不少妇女生下“海豹婴儿”，有的无头，有的缺胳膊少腿，甚至手长在肩膀上。深入的研究发现，这种药的右旋体的确有镇静作用，而左旋体却有强烈的致畸作用。这次左撇子的乱子可惹大了，一下造出一万两千多个畸形儿！
    沉痛的教训教育了人们，要仔细分析药物的左撇子和右撇子。因为手性分子的性质有时相近，有时却相去基远。一种叫努特卡酮的香精，左旋的和右旋的化学式相同，香味竟相差750倍之多。四米唑左撇子胞兄是驱虫药，右撇子胞弟却是抗抑郁药。左旋的甲状腺素钠确为甲状腺激素，而右旋的甲状腺素钠实为一种降血脂药。一些昆虫的性引诱激素是手性分子，一种手性的只引诱雌性，而相对应的另一种手性的却只吸引雄性。
    当我们说手性药物有治疗效果还是有毒副作用时，当然不仅仅是药物分子旋向一方面的问题。比如嗅觉，对嗅觉发生感应的嗅觉器官本身的受体就是由手性分子构成，手性匹配才能产生可感受到的气味。药物的疗效也在于生物器官受体本身的分子结构的旋向与药物分子的旋向相匹配。
    如今手性药物的开发被列在重要位置。利用手性技术将药物中不起作用甚至有毒副作用的成分剔除，生产出具有单一旋向的纯手性药物，在治疗疾病时疗效更高，疗程更短。药物分子中的左撇子和右撇子这次可要分家了。现在这种纯左撇子或右撇子的手性药物的销售额已占全球药物销售额的三分之一，在最畅销的500种药物中占了一半以上，并还在不断增长。

    在粒子世界中，微观粒子的自旋也有左旋和右旋之分。
    神奇的超导现象正是由于电子与振动晶格的相互作用使具有相反方向自旋和角动量的电子结成“超导态”而产生的，在这个意义上说，是电子“左撇子”和“右撇子”的合作成就了超导现象。
    在众多微观粒子中，中微子是清一色的“左撇子”，总是左旋的。中微子果真没有右旋的吗？中微子之谜也一直困扰着理论物理学家。
    即使是最基本的物理学定律，也有不循规蹈矩的左撇子。
    守恒律是物理学中最重要的定律，如物质守恒定律、能量守恒定律、电荷守恒定律、动量守恒定律等等，构筑了物理学的基本框架。
    在物理学的守恒定律中有一条宇称守恒定律，宇称相当于手性，它的意思是指物理规律在空间反演（如镜象）条件下完全不变。举个例子，一台钟放在镜子前，它的指针沿顺时针方向旋转，镜象中的钟的指针则沿反时针方向旋转，但两个钟的快慢是完全一致的。这就是说，物理规律是左右对称的，即宇称是守恒的。
    作为物理学基石之一的宇称守恒定律曾被认为是不可动摇的。然而上世纪五十年代，基本粒子相互作用的实验却对此提出严重挑战。著名物理学家杨振宁和李政道破解了这一谜，指出在弱相互作用中宇称不守恒。这一结论震惊了物理学界，许多人表示不相信。大物理学家泡利甚至放言：“我不相信上帝是一个软弱的左撇子。我已经准备好下一笔大赌注，我敢打赌实验将获得对称的结论。”泡利先生如果下注，他必输无疑，因为另一位著名物理学家吴健雄不久即以无可争辩的实验结果证明弱相互作用中宇称不守恒的结论。
    宇称不守恒发现后，人们证明一条CPT反演联合守恒的定律。这里T表示时间变换，即过去与未来互变；P表示宇称，即手性变换，即左变成右，右变成左；C指电荷，即粒子与反粒子的互变。CPT对称，就是说三种变换同时进行，所有物理定律又都是对称的了。后来这一定律也遭到困难，因为发现在某些基本粒子的衰变过程中时间不守恒！迄今，对这些现象尚无满意的解释，而物理学正是在不断破解这些反常之谜的过程中发展起来。
    我们已经知道存在反物质。一个电子和一个反电子的区别在于，虽然它们电荷的数值相同，但符号相反，自旋和角动量的方向也相反。其它基本粒子也是一样，并由这些反粒子组成反物质。如果把我们现实物质世界当作右撇子世界的话，那就存在一个与之镜象对称的左撇子物质世界。物质与反物质直接作用将导致湮灭，物质将消失而变成能量。
    反物质可不可能在“宇宙”的量级上与物质世界对称？如果真是这样，宇宙在真空中产生，一半是我们的宇宙，另一半是反物质的宇宙，二者构成一个统一的宇宙。
    这两大部分之间仍存在多种相互作用。一种可能是它们产生以后就分别独立发展，另一种正好相反，它们永远同步的对偶的发展。为什么会出现后一种可能呢？因为整个宇宙系统在产生之初和后来都保持着一种守恒性，如动量守恒。我们在此时此刻此世界的每一动作都在遥远的镜象世界中产生一个影子，那真是一种奇妙的景象。当版主在编辑《左撇子世界》网站的时候，也许在宇宙镜象另一端的反物质世界里，有一位仁兄也在编一个叫《右撇子世界》的网站！

    对称和不对称是自然的属性之一，物质在存在的形态上和其运动的方式上都有“左撇子”和“右撇子”。
    在一个层次上的不对称，构筑了上一个层次的对称。一个层次的对称，又形成更高一个层次的不对称。这是一种辩证的关系。人类左撇子的起源可能正是物质世界本性的反映。
    人类的左撇子和右撇子都在共同求索它的答案。